TWI731522B - 在催化燃燒器表面施加催化劑之方法 - Google Patents

在催化燃燒器表面施加催化劑之方法 Download PDF

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Abstract

本發明亦係關於一種用於在一催化燃燒器之表面施加一催化劑之方法，該催化燃燒器包括：一末端件(1)，該末端件(1)之上部(10)包括一內表面(100)、一外表面(101)及一冠狀上表面(102)；及一套管(2)，其在該末端件(1)之延伸部中，該套管(2)經調適以夾持旨在將一可燃組合物輸送至該燃燒器之一芯。該方法包括：A)用包括屬於元素週期表之第9族或第10族之至少一個催化劑的一催化組合物浸漬該等外表面(101)及內表面(100)或上表面(102)之一步驟；及B)將該燃燒器熱處理至至少450°C之一溫度Ta 之一步驟。根據本發明，該催化組合物係一非牛頓流體，其在施加於該末端件(1)上之前，在20°C下展現至少15 mPa.s之一動態黏度μc 。本發明同樣係關於一種催化燃燒器，其可根據本發明之方法塗佈有一催化劑，且係關於一種催化燃燒瓶，其經調適以容納一可燃液體且在其頸部處接納本發明之一催化燃燒器。

Description

在催化燃燒器表面施加催化劑之方法
本發明大體上係關於催化燃燒之領域，且更特定言之係關於由多孔材料製成之催化燃燒器之領域。此等燃燒器特別用於擴散香氛及/或活性物質用於破壞臭味或無臭味分子及/或淨化空氣。
此類燃燒器例如已在法國專利申請案FR3061543中以申請人之名義進行描述。更特定言之，此係旨在接納浸沒在容納於一催化燃燒瓶中之一可燃液體中之一芯的一燃燒器，該催化燃燒瓶在其頸部處接納燃燒器。此類燃燒器(特定言之在圖3A中表示)係由一多孔材料製成，該燃燒器包括一末端件，該末端件在其上部上具有顯露至外部之一空腔，且在其下部上具有其中接合芯之末端之一空腔。末端件在其下部中藉由一套管延伸。末端件上部之外表面及其上表面(其係環形的)摻雜有一催化劑。有利地，末端件之上部之內表面情況亦如此。在操作中，由芯輸送之可燃液體滲透至燃燒器之多孔材料之孔中。此液體之部分橫穿燃燒器之中心區，其在該中心區經歷汽化。
然而，發現此類燃燒器在被摻雜時具有以下缺點：在操作中導致燃燒器之中心擴散區處之溫度升高，此在燃燒器用於擴散香氛時不利於嗅覺品質。
為克服此上述缺點，申請人已開發出一種用於施加催化劑之方法，該方法容許催化劑更好地分佈在燃燒器之末端件之表面上，且因此防止中心區處之溫度過高。
因此，更特定言之，本發明係關於一種用於在一催化燃燒器之表面施加一催化劑之程序，該催化燃燒器係由一多孔材料組成且包括： 一末端件，其具有一上部及一下部，該上部具有一周邊側壁，該周邊側壁包括定界一空腔之一內表面、一基本圓柱形外表面及一冠狀上表面，及 一套管，其安置於該末端件之該下部之延伸部中，且包括經調適以夾持旨在將一可燃組合物輸送至該燃燒器之一芯的一空腔， 該方法包括： A)用包括屬於元素週期表之第9族或第10族之至少一個催化劑的一催化組合物浸漬該末端件之該外表面及該內表面、該冠部，或該內表面及該冠部之一步驟； B)將因此浸漬有該催化劑之該燃燒器熱處理至至少450°C之一溫度Ta 之一步驟， 該方法之特徵在於，該催化組合物係一非牛頓流體，其在施加於該末端件(1)上之前，在環境溫度下展現至少15 mPa.s之一動態黏度μc 。
在本發明之意義上，一非牛頓流體被理解為其黏度既不依賴於其剪切速率亦不依賴於液體被剪切之時間的一種流體。
有利地，該催化組合物可包括： 相對於該催化組合物之總重量介於1重量%與5重量%之間之選自屬於元素週期表之第9族或第10族之金屬的一催化劑，及 相對於該催化組合物之總重量介於0.2重量%與2重量%之間之能夠增加該催化組合物之流動阻力的化合物。
在本發明之意義上，能夠增加一流體之流動阻力之化合物被理解為能夠在環境溫度(即，約20°C)下為該流體賦予至少5 mPa.s之一動態黏度μc 之化合物。
能夠增加該流動阻力之該化合物較佳可為衍生自葡萄糖之聚合物或衍生自環氧乙烷之聚合物。
熱處理步驟B)有利地包括將溫度維持於Ta 達至少3小時。
本發明同樣係關於一種催化燃燒器，其可根據本發明之方法塗佈有一催化劑。
最後，本發明亦係關於一種催化燃燒瓶，其經調適以容納一可燃液體且在其頸部處接納一催化燃燒器，該催化燃燒器接納浸沒在該液體中之一芯，該瓶(20)配備有本發明之一燃燒器。
在所討論之圖中，[圖1]及[圖2]所共有之技術特徵各自藉由相同元件符號指示。
在遵循圖1及圖2之描述之實例之描述部分中論述圖3A、圖3B、圖4A、圖4B及圖5。
圖1示意性地展示穿過具有催化劑之一催化燃燒器之一實例之一橫截面，該催化燃燒器可用本發明之方法藉由在其表面上浸漬一催化劑而處理。此類燃燒器1係由一多孔材料製成，該燃燒器1包括一末端件1，該末端件1在其上部10上具有顯露至外部之一空腔(或貯器) 100，且在其下部11上具有其中接合一芯40之末端之一空腔，此芯40旨在將一可燃組合物30 (在下文實例中為異丙醇)自瓶20輸送至燃燒器，燃燒器1安裝於該瓶之頸部50處。末端件1在其下部中藉由一套管2 (亦被稱為套筒)延伸。圖2以正視圖示意性地展示配備有圖1之燃燒器1之瓶20。可燃液體30通常為醇(例如異丙醇)或與此領域中之現行法規相容之任何其他適當可燃液體。更特定言之，可燃液體30必須使得其汽化及其催化燃燒不釋放任何難聞之臭味。可燃液體30可進一步包括一芳香物質及/或一活性材料。
芯40係任何已知芯，例如由棉製成之一芯，或由礦物材料(例如礦物纖維)製成之一芯。在操作中，來自瓶20之可燃液體30藉由毛細作用在芯40中上升且滲透至燃燒器之多孔材料之孔中，該燃燒器在已被預熱時，執行該液體之催化燃燒。更特定言之，關於末端件1之上部10，該上部10具有一周邊側壁，該周邊側壁包括定界呈一貯器100之形式之一空腔的一內部基本截斷面、一基本圓柱形外表面101及一冠狀上表面102。
根據本發明之方法(在其後接著「燃燒器BI」之實例中指示)或根據熟習此項技術者所知之一方法(在後面接著「燃燒器BC」之實例中指示)，一催化劑(其在圖1及圖2中不可見)已被施加於末端件1之外表面101及冠部102上。在此後一種情況中，在空氣調節及無空氣調節之情況下，其摻雜已習知地執行之燃燒器被用作催化操作之測試中之一對照(control)。
為此目的，為了測試圖1中所展示之燃燒器之催化操作(在存在或不存在空氣調節之情況下)，將此燃燒器安置於圖2中所展示之催化燃燒瓶20中。
燃燒器10 (如圖5中所展示之本發明之燃燒器或如圖1中所展示之先前技術之燃燒器)安裝於瓶之頸部50中(例如，憑藉放置於頸部50中之一金屬座)。芯40被接納於燃燒器10內部，此催化燃燒芯40接納浸沒在液體30中之一芯(40)。瓶20可為具有一頸部50之任何形狀之一瓶，燃燒器10配裝至該頸部中。
以下實例相關聯於上文參考之圖繪示本發明，但不限制本發明之範疇。
在此等實例中，除非另有指示，否則所有百分比及份數均以質量百分比表達。
實例
裝置及組合物
本發明之催化組合物 水性、醇性或水性-醇性溶劑， 催化劑： 所使用之催化劑(無論在燃燒器之部件100、101或102上)係屬於元素週期表之第9族或第10族之一金屬。其基於本發明之催化組合物之重量以2重量%之比率存在。能夠增加催化組合物之流動阻力之化合物： 相對於催化組合物之總重量介於0.2重量%與2重量%之間之衍生自葡萄糖的聚合物，使得在施加之前，組合物在20°C下之動態黏度μc 為約20 mPa.s。
對照催化組合物 ：水， 催化劑， 所使用之催化劑(無論在燃燒器之部件100、101或102上)係屬於元素週期表之第9族或第10族之一金屬。其相對於對照催化組合物之重量以2重量%之比率存在。
組成燃燒器之多孔材料之組合物 ： 導熱化合物：碳化矽(1%)， 耐火化合物：莫來石(66.5%)， 黏合劑：玻璃(11.5%)， 造孔劑：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA：21.5%)。
所使用之燃燒器 ：比較實例：使用對照催化組合物之摻雜 由從組合物C獲得之一多孔材料組成之燃燒器「BC」(圖1中所展示)具有摻雜有對照催化組合物之燃燒器表面100、101及102，該對照催化組合物浸漬該等燃燒器表面。藉由浸漬且接著烘烤至至少450°C之一溫度(此溫度隨後維持達至少3小時)，而將催化組合物施加於燃燒器之末端件之表面100、101及102上。發明實例：使用本發明之催化組合物之摻雜 由從組合物C獲得之一多孔材料組成之燃燒器「B」(圖1中所展示)具有摻雜有本發明之催化組合物之燃燒器表面100、101及102，該催化組合物浸漬該等燃燒器表面。藉由浸漬且接著烘烤至至少450°C之一溫度(此溫度隨後維持達至少3小時)，而將催化組合物施加於燃燒器之末端件之表面100、101及102上。
所使用之瓶 ： 圖2中針對燃燒器「BI」(本發明)及「BC」(比較或對照)展示之瓶。
所使用之芯 ： 棉芯。
所使用之可燃液體 ： 異丙醇。
測試及量測 在通風或無通風之情況下，在存在 18°C 之一空調機之情況下，判定安裝於瓶 20 上之燃燒器 BI 及 BC 之操作特性： 測試協定展示於圖5中。總體上，其包括使用紅外線攝溫術(IR)在IR熱像儀之幫助下量測瓶20上之操作中之各所測試燃燒器(BI及BC)上的溫度，該瓶20被放置為與一空調機(在所執行之測試之內容背景中，其功率係800瓦)相距一合理距離，在圖4A及圖4B之低高度處。此外，針對各所測試之燃燒器(對照1C及本發明1及2)比較此等量測，其中量測在無通風之情況下執行。
所產生之熱譜圖詳述如下： -對照燃燒器BC： 無空氣調節：圖3A， 空氣調節：圖4A (俯視圖)。 -藉由本發明之方法處理之燃燒器BI： 無空氣調節：圖3B， 空氣調節：圖4B (俯視圖)。
在不存在空氣調節之情況下，比較圖3A及圖3B之熱譜圖顯示，當藉由本發明之方法處理催化劑之末端件之表面100、101及102時，燃燒器之擴散中心區之溫度從389°C (用對照催化組合物處理)降低至364°C。
圖3A及圖3B之熱譜圖之一比較在存在空氣調節之情況下顯示一類似效應：當藉由本發明之方法處理催化劑之末端件之表面100、101及102時，燃燒器之中心擴散區之溫度從357°C (用對照催化組合物處理)降低至318°C。
透過藉由本發明之方法施加在20°C下具有15 mPa.s之一動態黏度μc 的催化組合物，催化劑實質上較少滲透至燃燒器之內部中，且因此燃燒器之中心擴散區之溫度比已施加對照催化組合物之情況低。
1:燃燒器/末端件 2:套管 10:上部 11:下部 20:瓶 30:可燃組合物/可燃液體 40:芯 50:頸部 100:內表面/空腔/貯器 101:外表面 102:上表面/冠部 BC:燃燒器 BI:燃燒器
本發明之其他特徵及優點將從其之詳細描述變得顯而易見，該詳細描述在下文中參考附圖給出用於指示且絕非限制，其中：
[圖1]示意性地表示具有催化劑之一催化燃燒器之一實例之一照片，該催化燃燒器可已用本發明之方法藉由在其表面上浸漬一催化劑而處理；
[圖2]係配備有圖1之催化燃燒器之一瓶之一正視示意圖；
[圖3A]係經製作以展示在無空氣調節之情況下，將催化劑施加於藉由習知應用處理之一催化燃燒器之末端件之表面上之影響的一IR熱譜圖；
[圖3B]係經製作以展示在無空氣調節之情況下，將催化劑施加於藉由本發明之方法處理之一催化燃燒器之末端件之表面上之影響的一IR熱譜圖；
[圖4A]係經製作以展示在存在空氣調節之情況下，將催化劑施加於藉由習知應用處理之一催化燃燒器之末端件之表面上之影響的一IR熱譜圖；
[圖4B]係經製作以展示在存在空氣調節之情況下，將催化劑施加於藉由本發明之方法處理之一催化燃燒器之末端件之表面上之影響的一IR熱譜圖；
[圖5]繪示用於藉由紅外攝影機量測空氣調節對操作中之燃燒器之溫度之影響的協定。
1:燃燒器/末端件
2:套管
10:上部
11:下部
100:內表面/空腔/貯器
101:外表面
102:上表面/冠部

Claims (6)

  1. 一種用於在一催化燃燒器之表面施加一催化劑之方法，該催化燃燒器係由一多孔材料組成且包括： 一末端件(1)，其具有一上部(10)及一下部(11)，該上部(10)具有一周邊側壁，該周邊側壁包括定界一空腔之一內表面(100)、一基本圓柱形外表面(101)及一冠狀上表面(102)，及 一套管(2)，其安置於該末端件(1)之該下部(11)之延伸部中，且包括經調適以夾持旨在將一可燃組合物輸送至該燃燒器之一芯之一空腔， 該方法包括： A)用包括屬於元素週期表之第9族或第10族之至少一個催化劑的一催化組合物浸漬該末端件(1)之該外表面(1)及該內表面(100)、該冠部(102)，或該內表面(100)及該冠部(102)之一步驟； B)將因此浸漬有該催化劑之該燃燒器熱處理至至少450°C之一溫度Ta 之一步驟； 該方法之特徵在於，該催化組合物係一非牛頓流體，其在施加於該末端件(1)上之前，在20°C下展現至少15 mPa.s之一動態黏度μc 。
  2. 如請求項1之方法，其中該催化組合物包括： 相對於該催化組合物之總重量介於1重量%與5重量%之間之選自屬於該元素週期表之第9族或第10族之金屬的一催化劑，及相對於該催化組合物之該總重量介於0.2重量%與2重量%之間之能夠增加該催化組合物之流動阻力的化合物。
  3. 如請求項2之方法，其中該化合物能夠增加衍生自葡萄糖之聚合物或衍生自環氧乙烷之聚合物的流動阻力。
  4. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該熱處理步驟B)包括將該溫度維持於Ta 達至少3小時。
  5. 一種催化燃燒器，其塗佈有根據如請求項1至4中任一項之方法施加之一催化劑。
  6. 一種催化燃燒瓶(20)，其經調適以容納一可燃液體(30)且在其頸部(50)處接納一催化燃燒器，該催化燃燒器接納浸沒在該液體(30)中之一芯(40)，其特徵在於，該瓶(20)配備有如請求項5之一燃燒器(10)。
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